Oxygène dissous / OD (HU)

Traduction anglaise : Dissolved oxygen / DO

Dernière mise à jour : 25/11/2022

Quantité d'oxygène libre contenue dans l'eau sous forme dissoute.

Bien que faiblement soluble dans l'eau (environ 10 mg/L ou 0,3 mM à 10°C), l'oxygène est l’un des paramètres les plus importants pour évaluer la qualité de l'eau. La diversité et l'activité des organismes aquatiques dépendent en effet fortement de la concentration en oxygène dissous (OD).

Facteurs influençant la concentration en oxygène dissous

La concentration en oxygène dissous dépend de trois types de facteurs :

• facteurs de solubilité, la température, la salinité, la pression atmosphérique et l'humidité relative  ;
• facteurs de dissolution, commandant l'échange entre l'atmosphère et la colonne d'eau, tels que la vitesse du vent, la profondeur de l'eau et le débit, la présence et les caractéristiques des barrages, la navigation, etc. ;
• facteurs biologiques de production et de consommation, tels que la photosynthèse, la respiration et la biodégradation.

Notion de concentration à saturation

La concentration maximum en oxygène que peut contenir une eau sous forme dissoute, est une fonction décroissante de la température (voit figure 1).

Parmi d’autres, la formule de Truesdale permet d’approcher cette fonction :

$ CS = 14,161 - 0,3943.T + 0,007714.T^2 - 0,0000646.T^3 $

Avec :

• $ CS $ : concentration en oxygène dissous à saturation (mg/L) ;
• $ T $ : température de l’eau (degrés Celsius).

Figure 1 : Concentration en oxygène dissous à saturation en fonction de la température ; Source : Aquaportail.

Le rapport entre la concentration réelle en oxygène et la concentration maximum s'appelle le pourcentage de saturation.

Effets écologiques d'une chute du taux d'oxygène dissous

Si la concentration en oxygène descend en dessous d'un seuil variant entre 1 et 3 mg/L selon la durée d'exposition, la température de l'eau et la résistance spécifique de l'espèce considérée, on observe une mortalité plus ou moins importante des animaux aquatiques, tout particulièrement des poissons, par asphyxie. De faibles concentrations en oxygène dissous augmentent également la sensibilité des poissons à la présence d'ammoniaque.

Une concentration faible en oxygène dissous commence également a produire des effets chroniques délétères sur les poissons (en particulier les salmonidés) à des valeurs non létales (en dessous de 5 mg/L, voir figure 2).

Figure 2 : Impact de la concentration en oxygène dissous sur les poissons ; Source : GIP Loire Estuaire - l'oxygène de l'eau.

Responsabilité des rejets urbains dans la chute des concentrations en oxygène dissous

La concentration en oxygène dissous dépend d'un équilibre entre la consommation d'oxygène et sa production (Voir Streeter et Phelps (Modèle de) (HU)). Les rejets urbains peuvent influencer négativement sur les deux termes du bilan :

• En introduisant des matières organiques rapidement biodégradables dans les milieux aquatiques ils augmentent la consommation en oxygène ;
• En augmentant la turbidité de l'eau du fait des rejets de matières en suspension ils diminuent l'activité photosynthétique et donc la production d'oxygène dissous dans l'eau.